低压快恢复二极管制造技术

本实用新型专利技术涉及低压快恢复二极管，硅晶片上设有两个相同大小的有源区，每个有源区中，低掺杂的N型硅衬底上设有高掺杂P型硅基区，形成PN结，低掺杂的N型硅衬底呈圆角长方体状，所述N型硅衬底上有2个环形结构，外环为高掺杂N型硅发射区，高掺杂P型硅基区和外环高掺杂N型硅发射区中间有一个高掺杂P型硅基环，所述N型硅衬底、高掺杂P型硅基区、高掺杂P型硅基环和高掺杂N型硅发射区上沉积碳纳米层，所述N型硅衬底和氮掺杂碳纳米层接触处设有凹陷结构，碳纳米层沉积在所述凹陷结构内。本实用新型专利技术在芯片上设置了两个有源区，设计局部缺陷来降低有源区对基区的注入，增加和碳纳米层的接触面积，形成的二极管结构反向恢复时间短，性能稳定。定。定。

【技术实现步骤摘要】
低压快恢复二极管


[0001]本技术涉及半导体功率器件，特别涉及低压快恢复二极管。

技术介绍

[0002]快恢复二极管是一种反向恢复时间短、开关特性好的二极管，工艺中通常需要采用掺金来获得较高的开关速度。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种低压快恢复二极管。
[0004]为实现上述技术目的，本技术采用如下技术方案：
[0005]一种低压快恢复二极管，硅晶片上设有两个相同大小的有源区，每个有源区中，低掺杂的N型硅衬底上设有高掺杂P型硅基区，形成PN结，低掺杂的N型硅衬底呈圆角长方体状，所述N型硅衬底上有2个环形结构，外环为高掺杂N型硅发射区，高掺杂P型硅基区和外环高掺杂N型硅发射区中间有一个高掺杂P型硅基环，所述N型硅衬底、高掺杂P型硅基区、高掺杂P型硅基环和高掺杂N型硅发射区上沉积碳纳米层，所述N型硅衬底和氮掺杂碳纳米层接触处设有凹陷结构，碳纳米层沉积在所述凹陷结构内。
[0006]作为本技术的进一步改进，所述N型硅衬底和氮掺杂碳纳米层接触处设有两个凹陷宽度相等的凹陷结构。
[0007]作为本技术的进一步改进，所述两处凹陷结构分别设置于高掺杂P型硅基环两侧。
[0008]作为本技术的进一步改进，所述碳纳米层为氮掺杂碳纳米层。氮掺杂碳纳米提高了碳纳米管本身的载流子密度、表面能和表面反应活性，改善了碳纳米管作为接触电阻的性能。
[0009]作为本技术的进一步改进，所述外环高掺杂N型硅发射区宽度50μm，内环硅基环宽度15μm。
[0010]作为本技术的进一步改进，所述外环高掺杂N型硅发射区、内环硅基环、高掺杂P 型硅基区间的横向距离依次为65μm、45μm。
[0011]作为本技术的进一步改进，所述碳纳米层在外环高掺杂N型硅发射区、高掺杂P型硅基区的覆盖宽度分别为10μm、20μm。
[0012]作为本技术的进一步改进，低掺杂N型硅衬底上沉积金属Al作为阳极，N型硅衬底的背面沉积金属Ag作为阴极；两个有源区共阴极。
[0013]作为本技术的进一步改进，所述电极外设有保护膜。
[0014]作为本技术的进一步改进，所述金属Al的厚度为4μm，所述金属Ag的厚度为0.78μm。
[0015]本技术在芯片上设置了两个有源区，设计局部缺陷来降低有源区对基区的注入，增加和碳纳米层的接触面积，形成的二极管结构反向恢复时间短，性能稳定。
附图说明
[0016]图1为本技术实施例1的芯片结构示意图；
[0017]图2为图1中A处断面图；
[0018]图中数字单位为μm。
具体实施方式
[0019]如图1、图2所示的低压快恢复二极管，硅晶片尺寸为4.3mm
×
4.3mm，上设有两个相同大小，尺寸为1840μm
×
3950μm的有源区，两个有源区平行均匀排布。每个有源区中，低掺杂的N型硅衬底1上设有高掺杂P型硅基区2，形成PN结，低掺杂的N型硅衬底1呈圆角长方体状，N型硅衬底上有2个环形结构，外环为高掺杂N型硅发射区3，高掺杂P型硅基区2 和外环高掺杂N型硅发射区3中间有一个高掺杂P型硅基环4。
[0020]N型硅衬底1、高掺杂P型硅基区2、高掺杂P型硅基环4和高掺杂N型硅发射区3上有氮掺杂碳纳米层5。N型硅衬底1和氮掺杂碳纳米层5接触处设有两个凹陷宽度相等的凹陷结构11，两处凹陷结构11分别设置于高掺杂P型硅基环4两侧，碳纳米层5沉积在所述凹陷结构11内。
[0021]外环高掺杂N型硅发射区宽度50μm，内环硅基环宽度15μm。所述外环高掺杂N型硅发射区、内环硅基环、高掺杂P型硅基区间的横向距离依次为65μm、45μm。碳纳米层在外环高掺杂N型硅发射区、高掺杂P型硅基区的覆盖宽度分别为10μm、20μm。
[0022]低掺杂N型硅衬底上沉积金属Al作为阳极6，N型硅衬底的背面沉积金属Ag作为阴极7；两个有源区共阴极7。电极外设有保护膜8。阳极金属Al的厚度为4μm，阴极金属Ag的厚度为0.78μm。
[0023]本实施例的低压快恢复二极管反向击穿电压BVR＝400V，正向电流IF＝10A，正向压降 V
F
＝2V，反向恢复时间trr＝30ns，操作和贮存温度范围
‑
55～+150℃。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低压快恢复二极管，硅晶片上设有两个相同大小的有源区，每个有源区中，低掺杂的N型硅衬底上设有高掺杂P型硅基区，形成PN结，低掺杂的N型硅衬底呈圆角长方体状，所述N型硅衬底上有2个环形结构，外环为高掺杂N型硅发射区，高掺杂P型硅基区和外环高掺杂N型硅发射区中间有一个高掺杂P型硅基环，其特征在于，所述N型硅衬底、高掺杂P型硅基区、高掺杂P型硅基环和高掺杂N型硅发射区上沉积碳纳米层，所述N型硅衬底和氮掺杂碳纳米层接触处设有凹陷结构，碳纳米层沉积在所述凹陷结构内。2.根据权利要求1所述的一种低压快恢复二极管，其特征在于，所述N型硅衬底和氮掺杂碳纳米层接触处设有两个凹陷宽度相等的凹陷结构。3.根据权利要求2所述的一种低压快恢复二极管，其特征在于，所述两处凹陷结构分别设置于高掺杂P型硅基环两侧。4.根据权利要求1所述的一种低压快恢复二极管，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔峰敏，
申请(专利权)人：傲迪特半导体南京有限公司，
类型：新型
国别省市：